一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法与流程

1.本发明涉及电池检测技术领域，特别涉及一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法。


背景技术：

2.锂电池是一种高新技术产品，具有电压高、比能量密度大，工作温度范围宽、循环寿命长和安全性能好等，已被广泛应用电动汽车，便携移动电源和储能领域等。
3.然而，在电动汽车领域，当电池容量衰减到初始容量的80%一下时，面临更换淘汰。而如何处理退役下来的电池，怎样分选出一致性良好的电池进行梯次再利用，是诸多车企面临的一个重要问题。现有针对退役锂电池分选的方法，主要是根据等效电路，放电深度测试等，费工费时，而无法精确、快速的分选退役锂电池。
4.本法发明解决其技术问题所采用的技术方案是：以不同健康状态为中心依据，方法简单，高效，精确度高。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法，一种便捷商业实用的选择，可以快速、精确的对退役锂电池进行梯次分选，为退役电池再利用和梯次电池一致性挑选提供一种简单易行的方案。
6.本发明目的通过以下方案实现：一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）对电池按照标准充电方式进行充电；根据容量指标，进行初次分选；2）对步骤1）中的电池进行ocv监测，获取t-ocv（时间和开路电压）线性关系；3）进行hppc放电测试，得到放电直流内阻和功率密度，作为三级分选标准。
7.对电池按照国标中标准充电方式进行充电至不同soc或充电相同时间；根据各电池间容量差值，分选出多个梯次。
8.对步骤1）中的电池进行ocv监测，相同时间，或降至同一电压，获取t-ocv（时间和开路电压）线性关系，根据电压降梯度和最终的截止电压，对电池进行二次分选。
9.步骤1）所述的根据容量指标分选，以中值容量为中心，依据不同容量差值分选多个梯次。
10.步骤2）t-ocv线性关系，依据测试结束的电压（或时间），并可求取线性关系（y=kt+v）的斜率值大小判别，t为时间，单位min，v为ocv（开路电压），k为斜率。
11.步骤3）所述的进行hppc放电测试，得到放电直流内阻和功率密度，作为分选标准值。其中放电直流内阻和功率密度计算公式如下：r(d)＝(vt1-vt0)/(it0-it1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）p(d)＝vmin*(ocv-vmin)
÷
r(d)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）其中，r(d)为放电直流内阻，vt1为t1时刻的电压，vt0为t0时刻的电压，it1为t1时
刻的电压，it0为t0时刻的电压，vmin为脉冲放电结束电压，ocv为开路电压。
12.适用于各种体系、类型的的锂电池（如方壳、圆柱）。
13.本发明的实例中，所述所述方法，步骤1）可以以容量为依据，也可以以时间为依据；本发明的实例中，所述方法，步骤2）可以以时间，也可以以电压为依据。
14.本发明的实例中，所述的步骤3）脉冲时间可以依据电芯状况进行调整。
15.适合商业化量产应用，具有较为可观的使用价值。
16.本发明的一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法在进行电池分选时，能精确的划分锂电池的健康状态，并提高所分选电芯性能的一致性，根据分选后的电池，可以批量，快速进行梯次组合利用，该方法操作简单，高效，低成本，适合商业化量产应用，具有较为可观的使用价值。
附图说明
17.图1是根据本发明实施例的一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法的流程图；图2是根据本发明实施例中n1号电池的soc-内阻图；图3是根据本发明实施例中n1号电池的soc-功率图。
具体实施方式
18.如图1所示，本发明实施例的一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法包括以下步骤：步骤1），获取多个电池在常温环境下，以1/3c恒流充电至100%soc，得到充电容量；具体地，选取150组额定容量为5.5ah的磷酸铁锂方壳电池，依次编号为n1，n2
…
n150，在25℃环境下，1/3c恒流充电至100%soc。获取充电容量。
19.在本发明的一个示例中，soc可以调整范围为50-100%值得注意的是，由于退役电池健康状态不同，电池内阻大小不以，使得对其进行标准充电时，所获取的容量和充电时间上时有明显区别的。
20.步骤2）获取多个电池在t-ocv，设定分选ocv标准值，作为二级评判标准，筛选出一批性能达标的电池。
21.实施例中，设定70%的ocv为下限值，
△
v=0.6mv（电压降），作为评估标准，筛选二级电池：n1，n3，n4，n6，n9，n11，n12，n13，n15，n17，n18，n19，n20，n23，n24，n25，n26，n27，n31，n32，n33，n34，n35，n36，n38，n40，n41，n42，n43，n44，n45，n46，n49，n50。
22.步骤3）分别计算r和p的差值，获得分选标准值，作为二级分选标准。
23.根据本实例，步骤3）选取n20电池实施，选取soc=100%时，脉冲时间为10s，计算此直流内阻和功率，根据表1的结果，分别以
△
r和
△
p为8mω，50mw。超过设定值的，划分到下一梯次。
24.表1 以1c恒流放出1/10*qt的容量后，静置1h；用5c放 电10s，搁置40s，对应直流内阻和功率值图：
。


技术特征：
1.一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）对电池按照标准充电方式进行充电；根据容量指标，进行初次分选；2）对步骤1）中的电池进行ocv监测，获取时间和开路电压（t-ocv）线性关系；3）进行hppc放电测试，得到放电直流内阻和功率密度，作为三级分选标准。2.如权利要求1所述的退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，步骤1）中，对电池按照国标中标准充电方式进行充电至不同soc或充电相同时间；根据各电池间容量差值，分选出多个梯次。3.如权利要求1所述的退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，对步骤2）中的电池进行ocv监测，相同时间，或降至同一电压，获取时间和开路电压（t-ocv）线性关系，根据电压降梯度和最终的截止电压，对电池进行二次分选。4.如权利要求1所述的退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，步骤1）所述的根据容量指标分选，以中值容量为中心，依据不同容量差值分选多个梯次。5.如权利要求1所述的退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，步骤2）t-ocv线性关系，依据测试结束的电压（或时间），并可求取线性关系（y=kt+v）的斜率值大小判别，t为时间，单位min，v为ocv（开路电压），k为斜率。6.如权利要求1所述的退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，步骤3）所述的进行hppc放电测试，得到放电直流内阻和功率密度，作为分选标准值。其中放电直流内阻和功率密度计算公式如下：r(d)＝(vt1-vt0)/(it0-it1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1） p(d)＝vmin*(ocv-vmin)
÷
r(d)
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（2）其中，r(d)为放电直流内阻，vt1为t1时刻的电压，vt0为t0时刻的电压，it1为t1时刻的电压，it0为t0时刻的电压，vmin为脉冲放电结束电压，ocv为开路电压。7.如权利要求1-6任一项所述的退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，用于各种体系、类型的的锂电池，包括方壳、圆柱型。8.根据权利要求1-6任一所述退役锂电池梯次利用快速分选的方法，其特征在于，按如下步骤：步骤1），获取多个电池在常温环境下，以1/3c恒流充电至100%soc，得到充电容量，包括；选取150组额定容量为5.5ah的磷酸铁锂方壳电池，依次编号为n1，n2
…
n150，在25℃环境下，1/3c恒流充电至100%soc，获取充电容量；soc调整范围为50-100%；步骤2）获取多个电池t-ocv，设定分选ocv标准值，作为二级评判标准，筛选出一批性能达标的电池；设定70%的ocv为下限值，电压降
△
v=0.6mv，作为评估标准，筛选二级电池：n1，n3，n4，n6，n9，n11，n12，n13，n15，n17，n18，n19，n20，n23，n24，n25，n26，n27，n31，n32，n33，n34，n35，n36，n38，n40，n41，n42，n43，n44，n45，n46，n49，n50；步骤3）分别计算r和p的差值，获得分选标准值，作为二级分选标准；选取n20电池实施，选取soc=100%时，脉冲时间为10s，计算此直流内阻和功率，根据表1的结果，分别以
△
r和
△
p为8mω，50mw；超过设定值的，划分到下一梯次。

技术总结
一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法，属于锂电池回收领域。其特征在于：包括以下步骤：1）对电池按照标准充电方式进行充电；根据充电容量指标，进行初次分选；2）对步骤一中的电池进行OCV监测，依据电压降梯度，作为二级分选标准。3）进行HPPC放电测试，依据放电直流内阻和功率密度，作为三级分选标准；本发明的一种退役锂电池梯次利用快速分选的方法在进行电池分选时，能精确的划分锂电池的健康状态，并提高所分选电芯性能的一致性，根据分选后的电池，可以批量，快速进行梯次组合利用，该方法操作简单，高效，低成本，适合商业化量产应用，具有较为可观的使用价值。具有较为可观的使用价值。具有较为可观的使用价值。


技术研发人员：崔大祥 王金 张芳 卢玉英 葛美英 王亚坤 焦靖华 张放为
受保护的技术使用者：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2022/11/25